范圆圆[1]（2019）在《基于ARM的天通卫星波束自动跟踪系统的研究》文中指出随着移动通信技术的快速发展,卫星自动跟踪系统已经被广泛应用于各种通信领域。其中,与机械扫描的跟踪方式相比,相控阵天线波束自动跟踪技术具有扫描速度快、抗干扰能力强以及波束指向灵活等优势,因而采用相控阵天线的自动跟踪系统越来越受到关注。传统的相控阵自跟踪系统基于PC104处理器,运算能力有限,所以许多研究人员为了缩短系统的设计周期,采用数字信号处理（Digital Signal Processing,DSP）与现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array,FPGA）相结合的方式,这种方案虽然灵活性比较高,但由于FPGA应用的局限性,导致系统可靠性较低,且成本较高。基于此,本文设计了一种新型的相控阵天线波束自动跟踪系统,具体研究工作如下。1)本系统以ARM Cortex-M3为核心处理器,以全球定位系统（Global Positioning System,GPS）、惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）为位置姿态敏感器件,以电子扫描阵列实现波束扫描,该方案降低了系统硬件以及外围电路设计的复杂程度,同时省去了天线的伺服系统,在一定程度上降低了成本。2)在硬件设计方面,依据小型化的设计理念,并结合系统的接口配置和功能需求,确定了系统的硬件架构。其中,主控模块一STM32F103ZET6为控制核心,分别设计里电源电路、时钟电路和复位电路,并设计了SWD接口进行系统调试。此外,对GPS惯导模块、串行通信接口模块和移相器模块进行了具体的电路设计。3)在软件设计方面,依据模块化的程序设计思想,确定了系统的软件架构,完成了系统的软件开发,并提出两点改进方法。一是针对地面接收天线的波束相对于天通卫星波束指向的数学模型,本文采用空间旋转坐标系法推导出了在地理坐标系和载体坐标系下天线波束指向的数学模型,在分析了姿态角变化对系统性能影响,并对原模型进行改进的基础上,得出了天线波束指向角度更加精确的数学模型。二是针对定向数据出现突变值对实验结果产生影响的问题,提出一种限幅滤波和平均滤波相结合的滤波方案,改进了系统的稳定性。通过对软硬件的分步调试,并经过实验验证,达到了预期目的。经过后期的二次开发和功能完善,其低成本、快速扫描、计算精度高的特点可使本系统具备实际的应用价值。
冯泽安[2]（2019）在《基于随动系统试验仿真与监测系统》文中指出随着科学技术的不断发展和武器装备性能要求的不断提高,车载随动系统沿着数字化、智能化、信息化的方向发展已成必然趋势,这意味着在研制随动系统时,技术复杂性、成本和后期的维护难度都会加大,因此高效率的半实物仿真技术在车载随动系统的研制和性能测试中被广泛使用;同时,数字信号处理器和新的硬件平台的出现,也极大地促进半实物仿真技术不断向集成化、智能化方向发展。具体研究工作及其成果如下:1)根据半实物仿真快速控制原型以及车载随动系统仿真平台的功能指标要求,完成了系统方案的设计,即使用系统监测仪+数据分析装置的组合方式实现对随动控制器的模拟,其中系统监测仪负责数据的实时收发,数据分析装置完成试验数据的生成显示和分析。2)车载随动系统控制算法的研究与设计。针对车载随动系统性能要求,设计了一种基于分区PID和前馈补偿算法的随动控制算法,该算法具有较优的动态跟踪性和跟踪精度。3)半实物仿真系统硬件的设计。系统监测仪基于PC104嵌入式计算机,结合该设备所需实现的功能采用模块化的方法完成该设备硬件的搭建,硬件模块主要包括:数据采集模块、CAN总线通信模块、GPS模块和同步信号接收模块;而数据分析装置,直接使用便携式计算机代替即可。4)半实物仿真系统软件的设计。对于系统监测仪,采用Windows+RTX的操作系统构架,采用VS 2010编译环境和C++语言实现,设计思想采用模块化和信号与槽机制;而数据分析装置,根据功能需求,设计了三种常规的试验信号（阶跃、等速、正弦信号）,同时设计了试验数据和随动系统状态数据的收发流程,以及试验信号指标参数的计算方法和数据显示分析功能,其为了更加贴近于工装测试的需要,编程语言使用Labview。5)本文在完成半实物仿真系统总体设计和相关软硬件设计的基础上,设计了半实物仿真流程,以车载随动系统作为实际仿真对象,进行试验,最终试验表明,该系统满足特种车辆研制时和测试时的需求,具有较好的应用前景。
卞子懿[3]（2019）在《三角排布有源相控阵天线高精度波控算法设计与实现》文中研究表明在有源相控阵系统中,数字移相器因结构简单、移相值稳定等优点被广泛应用于天线阵元信号的相位调节,但是数字移相器提供的移相量只能是离散的,相位调节的误差导致相控阵天线的波束指向误差增大。因此,为了提高相控阵天线的波束指向精度,本文以某三角排布有源相控阵天线为背景,对有源相控阵天线高精度波控算法的设计与实现进行了研究。首先,本文针对某三角排布有源相控阵天线,根据天线布阵与指向要求,完成了波束扫描及低副瓣天线的分析与实现;针对数字式移相器只能提供离散移相量的特点,为了提高相控阵天线的波束指向精度,提出了一种基于顺序馈相计算方法的高精度波束指向算法,给出了算法的具体步骤并通过仿真分析了其指向精度和运算复杂度等性能。其次,针对两级分布式波控系统的实现框架,完成了波控系统测试软件的设计,包括对波控系统的控制指令设计、幅相控制字计算、T/R组件的幅相控制及电源控制、天线阵面的温度监控等。最后,针对波控系统中天线阵元的幅相不一致性数据的存储与读取,完成了基于NOR-Flash的幅相不一致性数据在线存储的实现,包括烧写幅相不一致数据的上位机软件和FPGA驱动软件的设计。
陈佳旭[4]（2018）在《基于PowerPC处理器的相控阵雷达波控模块的实现》文中研究表明随着半导体技术的发展和导弹技术的革新,国际军事战争愈演愈烈,机械式雷达面临功能与性能双重不足的窘境,渐渐的被相控阵雷达取代。波控系统是相控阵雷达的重要组成部分,在系统功能和性能方面仍有较大的提升空间。本论文基于波控系统的基本原理给出了一种基于PowerPC处理器的波控系统实现方案。本论文针对大型相控阵雷达系统的实际应用需求,结合常用的波控系统实现方式,对波控码的计算方式进行分解,给出了软硬件计算相结合的分布式波控系统实现方案,完成了波控系统硬件电路的整体实现和软件流程的设计、编程与调试。硬件电路部分包括片上系统（System on Chip,SoC）的数据传输接口、电源和PowerPC处理器芯片外围支持电路等;软件部分包括波控软件程序、Bootloader启动程序和板级支持包（Board Support Package,BSP）。波控软件程序实现了坐标变换算法和波控码行列基码的计算,关键部分三角函数计算方式是通过查表法实现的。Bootloader程序实现了波控系统的初始化,BSP实现了数据传输接口的驱动。另外,本论文还对系统进行模块验证和波控指向角仿真,结果表明,系统的串行外设接口（Serial Peripheral Interface,SPI）数据传输速率可达10Mbps,串口通信接口（Serial Communication Interface,SCI）在测试模式和工作模式下波特率分别为115200bps和3.125Mbps。波控系统可实现1441024路波控码输出,MATLAB仿真平台中波束指向角指向误差小于0.01078o。基于PowerPC处理器的波控系统为相控阵雷达波控系统的设计提供了一种新方案,可以实现波束控制的模块化,具有实际应用价值及研究意义。
古磊[5]（2017）在《智能蒙皮阵列天线系统技术研究》文中认为电磁干扰是继陆地、海洋、空、天之外,保障祖国稳定和领土安全的第五种方法,其中雷达干扰是其主要的内容之一。本论文在应用与航空平台的构思下,设计一种“智能蒙皮”阵列天线系统为背景的雷达干扰信号集成装置。从国防建设的角度来看,本课题有着相当大的实际应用价值。本论文的设计思路和创新点如下:1、本文旨在完成一个可大范围扩充功率的雷达干扰设备。一般航空器存在严重的装备的占用空间、载重和能量消耗的限制,特别是无人机,采用传统的集中式功率发射机会限制功率的输出。本文立足于有源相控阵的基础,不仅能够采用空间功率合成的形式,以达到雷达干扰的功率标准,同时装置的耗能明显降低,通过对波束的控制让能量集中在想要的方位或空间里,实现精准干扰的目标,改良当前波束定指向特定方位并存能量损耗的弊端。国外大量文献报道,新一代干扰装置已初露端倪,而宽带相控阵设备恰是核心组成。本文参考了相控阵雷达的知识,依雷达干扰装置的特征和要求将其付诸实践,让人受益匪浅。2、研发了一个数字功率移相发射模块配备相应同步的时钟树的S波段有源相控阵体系,将天线阵面和数字功率移相发射模块靠近组装匹配,实现有源相控天线阵面。每个天线单元参考相同时钟树扇出的时钟,各天线单元的相位能够单独调节。整个天线阵面拥有简单的操作和精简的结构,阵元规模易于扩充,扩充后的同步时钟树的偏斜指标如果控制得当,便能够获得理想的功率合成效率和良好的波束合成。本设计解决了功率分配带来损耗和移相网络复杂度的问题,也降低了功率分配和移相带来的能量损失。3、研发完成了一个高精度相位、高分辨率、幅度可调节的宽带RF天线数字功率移相发射模块。频率范围150MHz4.4GHz,相噪优于-87dBc/Hz@10k,实现以12bit依据360°相角、可以4096分辨率高精密度的相较于参考时钟的相位调控,拥有0.5dB功率分辨率,功率的调节范围为24.5dB,线性输出功率0.5W（27dBm）,饱和输出功率1W（30dBm）。模块体积为35mm×35 mm×10mm中,内部集成了多样功能,设计中考虑了屏蔽功能,也优化了电路的射频一体化功能,拥有精密的组装,方便应用于蒙皮。4、整体设计参考智能蒙皮的构架设计。智能蒙皮一般为薄片状天线系统,它可和应用的航天器外部的形状共形,内部装配微小的辐射器和相关的接收机、发射机、波束形成器等装置,本文旨将天线阵面、微型电子设备、物理架构和系统的集成一体化,采用先进的装配技术来完成设计。5、因为设计中的天线阵面为相互独立的相位和功率的控制,所以阵面规模可轻松扩展,每当天线单元的数量扩展时,功率孔径积相应可观地增加。选取合适的扁平装配方法,可以在维持同等厚度的前提下,让智能蒙皮的面积随天线阵元数目的增多而扩充。整个天线系统的主要组成成分有:微带天线阵元、天线数字功率移相发射模块组、同步的时钟树、数控幅相加权模块、上位机和相应散热设备。本文设计的样机规模:天线阵列4×4,数字功率移相发射模块组2×8,散热方式为液冷,智能蒙皮的面积为400×300mm2,厚度1520mm。系统设计总体指标:工作在3.84.0GHz频带内,天线阵面增益18dB,功放功耗32W上下,无失真下等效的辐射功率为500W,空间功率合成效率70%。
郭立俊[6]（2015）在《基于CORDIC算法的天线波束无惯性扫描技术》文中进行了进一步梳理相控阵雷达波束控制系统的性能极大地影响雷达功能的发挥,采用基于FPGA的CORDIC算法完成雷达天线码值的实时计算,具有速度快、移相精度高、控制灵活及便于扩展等特点。
周晓春[7]（2014）在《基于VPX总线的舰载相控阵雷达波控系统研究与实现》文中指出波束控制系统是相控阵雷达独有的,它代替了机械扫描雷达中的伺服系统。它的主要职能是在计算机的控制下,根据波束指向代码,算出每一个天线阵元上的移相器的移向码,然后将其传输、放大,送到每一个移相器,从而控制每一个阵元接收和发射的相位。因此波束控制系统的高效实时性对于相控阵雷达是非常重要的。随着舰载相控阵雷达阵元数目的急剧增长和任务多元化,对波控系统的数据传输能力和处理能力也有了更高的要求。现有基于并行总线的CPCI总线或VME总线信号处理架构将无法满足过高的数据传输要求和快速的运算处理能力,而采用新一代基于高速串行总线的VPX总线信号处理架构通过提高数据传输速率解决了该问题。文章首先进行了相控阵雷达天线原理的论述与仿真。然后是波束控制理论的研究与仿真,对于舰载相控阵雷达特有的电子稳定技术进行了研究与分析,并针对软件算法的运算特点进行了公式简化,使得波控计算机的程序设计得到了一定的简化。接着介绍了波控系统的特点、基本功能以及波控系统设计实现中的一些问题,并指出VPX系统架构使这些问题得到较好的解决。重点介绍了VPX架构及串行RapidIO总线协议在波控系统中的应用。最后是本文的重点：波控系统方案设计。本方案以分布式波控系统为原型,以软件计算法为基础,采用基于VPX平台的分布式架构,根据波控设计的原理并结合项目的性能要求,将波控系统划分成两大部分来实现,即主波束控制系统和子阵控制系统。详细描述了主波束控制系统实现、SRIO底层软件的开发以及应用软件的设计；同时阐述了子阵控制系统的任务,波控数据的运算与光纤分配等波控系统的核心内容。最终对波控系统进行测试,测试结果满足要求。
周晓春,姜小祥,周希辰[8]（2014）在《基于串行RapidIO的舰载相控阵雷达波束控制设计》文中研究指明为了提高舰载相控阵雷达波束指向捷变能力,设计了一种分布式波控系统,其中传输方式采用串行RapidIO,波控主机采用PowerPC矢量运算处理器,子阵运算模块为FPGA。重点推导了舰载相控阵雷达波控码的公式,实现了RapidIO的初始化编程,以及波控主机的波控任务编程。测试波控码的计算和RapidIO通信时间,设计方案能够满足舰载相控阵雷达的波束切换时间指标。
车明阳[9]（2014）在《基于FPGA的相控阵雷达波束控制系统设计》文中研究说明波束控制系统是相控阵雷达的不可或缺的一部分。波控系统的主要功能是控制相控阵天线波束的指向变化。本文首先介绍了波束控制系统的基本原理、组成以及基本功能,然后描述了几种常用的波束控制系统的实现方法,包括直接查表法、分布式运算法、主机集中运算法、多级混合运算法。最后对比分析了几种方法的优点和缺点,确定使用直接查表法进行波控系统的设计。在此基础上结合工程实际需求,提出了波控系统的总体方案,并对波控系统设计中的关键技术进行了分析。论文重点是对波控系统中的子阵运算处理模块的设计,主要包括硬件电路设计和进行基于Nios Ⅱ内核的片上系统开发。硬件电路设计中主要包括FPGA主芯片电路设计以及其他外围电路的设计。基于Nios Ⅱ内核的片上系统开发主要包括对片上系统硬件的搭建和软件的设计。最后利用专门的波控系统测试平台对系统进行了测试,验证了此方案的可行性。把基于FPGA的技术应用到相控阵雷达波控系统,可以实现相控阵雷达波控系统的模块化、智能化,具有一定的适性和推广价值。
段洁[10]（2014）在《中高空面阵CCD航空相机操纵系统关键技术研究》文中研究表明中高空面阵CCD航空相机是用于军用飞机进行空中侦察的重要设备,其任务就是从中高空实时获取高分辨率可见光目标图像信息,处理后将侦察信息实时传输给地面控制中心,完成地面目标采集和战场目标打击效果的评估。而操纵系统是中高空面阵CCD航空相机重要的控制与检测设备,可实现对航空相机供电电源的实时故障诊断和状态监测与控制,以及完成航拍图像的并行实时无损压缩。论文结合某型中高空面阵CCD航空相机的设计方案,设计了一款满足基本侦察任务要求的航空相机操纵系统,并对所涉及到的关键技术进行了深入研究,为研制功能更强大、更完善的航空相机提供了一定的理论依据和工程实践经验。因此,开展本课题研究对促进我国航空相机事业发展,提高我国航空侦察能力具有非常重要的意义。本文针对现有通用的Linux操作系统功能模块繁多的情况,其不仅占用内存资源,而且影响执行速度和任务响应速度。为此,提出了基于PC104总线的移植与裁剪技术,根据应用需求,对Linux系统进行实用性改造,提高了系统的任务响应速度；针对航拍图像数据量大,存储困难等问题,给出了基于软硬件并行技术的图像压缩子系统设计方案,实现图像的并行、实时和无损压缩,其图像压缩时数据流的处理速率达到60MB/S,图像压缩比达到10：1；针对航空相机供电电源故障率高,传统故障诊断方法不足而使得相机维护难度大的实际问题,进行了基于PSO-RBF神经网络的故障诊技术研究,设计了基于PSO-RBF的航空相机电源的故障诊断系统,实现了对航空相机供电电源的实时、全自动化的故障诊断。其研究的主要内容有：在全面分析某型中高空面阵CCD航空相机工作原理基础上,论述了航空相机的系统组成。依据航空相机操纵系统的性能指标要求,进行了航空相机操纵器系统的总体方案设计,设计了操纵系统的硬件电路模块,并分析了其功能；给出了航空相机操纵系统软件模块的构成,设计了操纵系统总体工作流程；针对系统所涉及到的关键技术,即基于PC104总线的Linux系统的裁剪技术,图像实时无损压缩的软硬件并行技术和基于PSO-RBF神经网络的故障诊断技术,提出了航空相机操纵系统的相关技术指标,并进行了深入研究。（1）研究了基于PC104总线的Linux系统的裁剪技术.研究了Linux裁剪技术与方法,选择了操纵系统的主控计算机主板,分析了PC104主板的硬件资源。针对其硬件资源进行了Boot Loader移植,将移植后操作系统采用粗粒度和细粒度的内核裁剪方法进行了实用性改造,增强了Linux内核的抢占性；通过改善Linux内核实时调度器的调度策略,构建了一个具有实时处理能力的嵌入式系统,以满足系统的实时性需求。实现了任务响应时间不大于20ms,系统启动时间不大于5s。（2）研究了图像实时无损压缩的软、硬件并行技术在分析图像压缩基础知识和小波变换原理的基础上,研究了适用于图像无损压缩9/7-M小波提升方法,给出了航空相机操纵系统图像并行无损压缩子系统的总体设计方案,分别设计了图像并行无损压缩子系统的软硬件。采用DSP+FPGA结构,将一幅4056×5356的大图用两块结构完全相同的图像压缩板并行处理；采用三级整数提升小波变换技术,对小波变换的高频和低频系数分别进行了编码,并对编码数据进行打包处理,减少了对内存的访问时间。实现了航拍图像的并行、实时和无损压缩,其图像压缩时数据流的处理速率达到60MB/S,图像压缩比达到10：1。（3）研究了基于PSO-RBF神经网络的故障诊断技术。在分析粒子群优化算法基本原理基础上,建立了RBF神经网路模型,并提出了PSO-RBF神经网络算法,依据此算法,设计了基于PSO-RBF神经网络的航空相机供电电源的故障诊断子系统方案。搭建了故障诊断子系统的硬件平台,编写了PSO-RBF算法程序。利用己搭建的软硬件平台对航空相机供电电源进行测试,结果表明在不依赖标准设备和附加测试点的条件下,可实现航空相机供电电源的实时、全自动化芯片级的故障诊断,并可自动完成故障定位。故障现象的检测覆盖率达到了100%,准确率达到了95%以上,故障元器件定位率达到98%。
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 工程背景 |
| 1.2 研究背景及意义 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 相控阵天线的研究现状 |
| 1.3.2 波束控制技术的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.5 论文的组织结构 |
| 第2章 系统总体设计及理论基础 |
| 2.1 自动跟踪系统总体框架 |
| 2.2 天线波束稳定跟踪方案 |
| 2.3 自动跟踪系统实现平台 |
| 2.3.1 硬件实现平台 |
| 2.3.2 软件编译平台 |
| 2.4 相控阵天线理论基础 |
| 2.4.1 相控阵天线原理框图 |
| 2.4.2 平面相控阵天线波束扫描原理 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 自动跟踪系统算法研究及改进 |
| 3.1 坐标系选取 |
| 3.2 天线波束对星角度算法 |
| 3.2.1 地理坐标系下天线波束指向模型 |
| 3.2.2 姿态角变化对系统性能的影响 |
| 3.2.3 载体坐标系下天线波束指向模型 |
| 3.3 天线波束对星角度算法改进 |
| 3.4 移相算法 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 系统硬件设计 |
| 4.1 硬件总体方案 |
| 4.2 最小系统模块电路设计 |
| 4.2.1 电源电路 |
| 4.2.2 电源滤波电路 |
| 4.2.3 启动模式电路 |
| 4.2.4 复位电路 |
| 4.2.5 SWD电路 |
| 4.3 GPS惯导模块电路设计 |
| 4.4 串行通信接口电路设计 |
| 4.5 移相器模块电路设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 系统软件设计 |
| 5.1 软件总体方案 |
| 5.2 时钟配置及外设初始化 |
| 5.2.1 系统时钟配置 |
| 5.2.2 串口初始化 |
| 5.2.3 SPI初始化 |
| 5.3 功能模块设计 |
| 5.3.1 数据接收模块 |
| 5.3.2 数据解析模块 |
| 5.3.3 数据发送模块 |
| 5.4 系统数据滤波设计 |
| 5.4.1 常用数字滤波方法 |
| 5.4.2 系统滤波方案及实现 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 实验结果及分析 |
| 6.1 仿真及结果分析 |
| 6.2 系统硬件测试 |
| 6.3 系统软件测试 |
| 6.3.1 GPS惯导单元测试 |
| 6.3.2 数据发送单元测试 |
| 6.4 系统静态环境模拟测试 |
| 6.4.1 测试方案 |
| 6.4.2 测试结果与分析 |
| 6.5 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 随动系统的基本概念 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 随动系统国内外研究现状 |
| 1.3.2 半实物仿真技术国内外研究现状 |
| 1.3.3 基于随动系统的半实物仿真试验的国内外研究现状 |
| 1.4 论文主要研究的内容及各章安排 |
| 1.4.1 论文主要研究的内容 |
| 1.4.2 各章安排 |
| 2 半实物仿真系统方案设计 |
| 2.1 系统方案的设计原则 |
| 2.2 半实物仿真系统功能需求分析 |
| 2.2.1 主要功能描述 |
| 2.2.2 功能分析及系统结构设计 |
| 2.3 随动系统性能技术指标 |
| 2.4 系统技术指标及其结构设计 |
| 2.4.1 系统监测仪的性能指标及其功能结构设计 |
| 2.4.2 数据分析装置的性能指标及其功能结构设计 |
| 2.4.3 半实物系统的通信方式的选择 |
| 2.5 半实物系统的实时性分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 随动系统控制算法的设计 |
| 3.1 经典PID控制算法 |
| 3.2 分区变参数PID控制算法 |
| 3.3 前馈控制算法 |
| 3.4 复合控制算法 |
| 3.5 复合控制算法仿真 |
| 3.5.1 初步仿真结果 |
| 3.5.2 位置环控制整定过程 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 半实物仿真系统硬件设计 |
| 4.1 系统监测仪硬件设计 |
| 4.1.1 系统监测仪的总体结构 |
| 4.1.2 系统监测仪的硬件组成 |
| 4.2 数据分析装置硬件设计 |
| 4.3 系统抗干扰设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 半实物仿真系统软件设计 |
| 5.1 软件开发工具与环境介绍 |
| 5.1.1 系统监测仪软件的开发环境 |
| 5.1.2 数据分析装置的软件开发环境 |
| 5.2 系统监测仪软件设计 |
| 5.2.1 RTX实时扩展系统 |
| 5.2.2 软件设计 |
| 5.2.3 复合控制算法的实现 |
| 5.2.4 CAN总线通信模块软件设计 |
| 5.3 数据分析装置软件设计 |
| 5.3.1 试验信号功能设计 |
| 5.3.2 数据处理 |
| 5.3.3 试验信号指标参数的计算方法 |
| 5.3.4 Labview的实现方法 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 系统仿真试验及结果 |
| 6.1 半实物仿真流程设计 |
| 6.2 半实物仿真试验的设计及其结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 展望研究 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表论文 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容与基本结构 |
| 2 三角排布有源相控阵天线高精度波束指向算法设计 |
| 2.1 三角排布有源相控阵天线布阵与指向需求 |
| 2.2 有源相控阵天线波束扫描分析 |
| 2.2.1 线性有源相控阵天线波束扫描分析 |
| 2.2.2 二维有源相控阵天线波束扫描分析 |
| 2.2.3 基于幅度加权的低副瓣性能实现 |
| 2.3 基于顺序馈相计算方法的高精度波束指向算法 |
| 2.3.1 数字移相器波控的波束指向误差分析 |
| 2.3.2 基于顺序馈相计算方法的高精度波束指向算法原理 |
| 2.3.3 基于顺序馈相计算方法的高精度波束指向算法性能仿真与验证 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 三角排布有源相控阵天线波控系统测试软件设计 |
| 3.1 有源相控阵天线波控系统框架 |
| 3.2 有源相控阵天线波控系统测试软件功能设计 |
| 3.3 波控系统测试软件框架 |
| 3.4 波控系统测试上位机软件设计 |
| 3.4.1 网口通信模块 |
| 3.4.2 波束指向控制模块 |
| 3.4.3 T/R组件控制模块 |
| 3.4.4 阵面监控模块 |
| 3.4.5 幅相数据存储模块 |
| 3.4.6 Flash烧写模块 |
| 3.4.7 波控系统测试上位机界面 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 波控系统幅相数据Flash存储软件设计 |
| 4.1 幅相数据Flash存储软件框架 |
| 4.2 Flash芯片介绍 |
| 4.3 幅相数据Flash存储结构 |
| 4.4 波控系统测试软件Flash烧写模块程序设计 |
| 4.4.1 Flash工作模式控制字定义 |
| 4.4.2 Flash烧写模块程序设计 |
| 4.5 基于FPGA的 Flash控制器模块程序设计 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间参与的科研项目及取得的学术成果 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 研究内容及设计指标 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 设计指标 |
| 1.4 本论文组织结构 |
| 第二章 波控系统分析 |
| 2.1 相控阵雷达波控系统 |
| 2.1.1 波控系统的基本组成 |
| 2.1.2 波控系统需求分析 |
| 2.2 波控系统原理 |
| 2.2.1 平面相控阵天线 |
| 2.2.2 波控码计算 |
| 2.2.3 坐标变换 |
| 2.3 波控系统实现方式 |
| 2.3.1 查表预处理法 |
| 2.3.2 集中式波控系统 |
| 2.3.3 分布式波控系统 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 波控系统方案设计 |
| 3.1 软硬件划分 |
| 3.1.1 系统DAG模型 |
| 3.1.2 启发式遗传算法 |
| 3.2 阵面运算模块设计 |
| 3.2.1 硬件平台选择 |
| 3.2.2 系统硬件架构设计 |
| 3.3 系统关键点和难点设计 |
| 3.3.1 数据采集与传输 |
| 3.3.2 三角函数计算方式 |
| 3.4 误差补偿 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 波控系统硬件电路设计 |
| 4.1 PowerPC内核总线结构 |
| 4.2 接口电路设计 |
| 4.2.1 复位电路 |
| 4.2.2 调试端口JTAG电路 |
| 4.2.3 串口接口电路 |
| 4.2.4 接收端电路 |
| 4.3 外部存储器Flash |
| 4.4 电源模块 |
| 4.5 温度传感器模块 |
| 4.6 电路板图及实物图 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 软件实现及系统验证 |
| 5.1 波控系统软件工作流程 |
| 5.2 系统初始化流程设计与实现 |
| 5.2.1 Bootloader初始化流程设计 |
| 5.2.2 Bootloader私有命令格式定义 |
| 5.2.3 Bootloader程序设计 |
| 5.3 BSP设计 |
| 5.3.1 BSP简介 |
| 5.3.2 BSP开发实现 |
| 5.4 模块功能验证 |
| 5.4.1 Bootloader启动验证 |
| 5.4.2 外设接口模块验证 |
| 5.5 系统整体功能评估 |
| 5.5.1 输入输出测试 |
| 5.5.2 修正码补偿测试 |
| 5.5.3 结果分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 智能蒙皮阵列天线国内外研究发展现状 |
| 1.3 本论文工作及结构安排 |
| 1.3.1 论文主要完成的工作 |
| 1.3.2 论文结构安排 |
| 第二章 方案论证与设计 |
| 2.1 系统设计指标与系统总体架构 |
| 2.1.1 系统设计指标 |
| 2.1.2 系统总体方案 |
| 2.2 指标论证与方案设计 |
| 2.2.1 微带天线阵方案 |
| 2.2.2 数字移相功率发射模块方案 |
| 2.2.3 物理结构总体方案 |
| 2.2.4 同步时钟树模块方案 |
| 2.2.5 数控幅相加权控制模块方案 |
| 2.2.6 互耦解决方案 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 有源相控阵天线阵列的设计 |
| 3.1 基本特征 |
| 3.2 相控阵天线的基本理论 |
| 3.2.1 方向图函数 |
| 3.2.2 直线阵波束扫描原理 |
| 3.3 天线单元的设计 |
| 3.3.1 矩形微带贴片天线基本原理 |
| 3.3.2 矩形微带贴片天线单元的设计 |
| 3.3.3 单元的仿真结果与分析 |
| 3.4 4×4 相控阵天线阵列的设计与分析 |
| 3.4.1 4×4 相控阵天线阵列的结构 |
| 3.4.2 4×4相控阵天线阵列的仿真结果与分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 数字移相功率发射模块原理分析与设计 |
| 4.1 收发组件概述 |
| 4.1.1 T/R组件的结构 |
| 4.1.2 T/R组件的工作原理 |
| 4.1.3 T/R组件的设计要求 |
| 4.2 数字移相功率发射模块设计与实现 |
| 4.2.1 架构模块设计 |
| 4.2.2 频率合成器电路设计 |
| 4.2.3 RF功率推动电路实现 |
| 4.2.4 DSA电路实现 |
| 4.2.5 RF功率放大器电路实现 |
| 4.2.6 模块结构设计与工艺 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 “智能蒙皮”有源相控波束控制系统设计与实现 |
| 5.1 波束控制系统的组成 |
| 5.2 波控系统主要实现方法 |
| 5.3 波控系统波控码的计算 |
| 5.4 硬件设计方案 |
| 5.4.1 系统控制模块方案 |
| 5.4.2 数字移相功率发射模块方案 |
| 5.4.3 PCB电路板设计 |
| 5.5 软件设计方案 |
| 5.5.1 数控幅相加权控制 |
| 5.5.2 分控板FPGA口线扩展编程 |
| 5.5.3 上位机软件设计 |
| 5.6 系统控制流图 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 系统测试与误差分析 |
| 6.1 数字移相功率发射模块调测 |
| 6.1.1 频综模块及功率推动放大器调测 |
| 6.1.2 数控衰减器的测试 |
| 6.1.3 功率放大器的测试 |
| 6.1.4 数字移相功率发射模块功率测试 |
| 6.2 系统集成与单元联调 |
| 6.3 系统定性实验 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 本文的主要研究成果 |
| 7.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的研究成果 |
| 攻读硕士学位期间获得奖项 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文主要研究工作 |
| 第二章 相控阵雷达原理及仿真 |
| 2.1 线阵扫描原理 |
| 2.2 线性阵天线基本特性 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 波束控制与电子稳定 |
| 3.1 波控系统基本任务 |
| 3.2 波束电子稳定 |
| 3.2.1 参考坐标系 |
| 3.2.2 坐标系变换 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 波束控制系统分析 |
| 4.1 波控系统的特点及基本功能 |
| 4.2 波控系统中的问题 |
| 4.3 VPX架构在波控系统中的应用 |
| 4.3.1 VPX标准概述 |
| 4.3.2 波控系统VPX硬件平台 |
| 4.3.3 VPX高速串行总线 |
| 4.4 波控系统主要实现方法 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于VPX的波控系统设计 |
| 5.1 波控系统方案设计 |
| 5.2 波控系统实施方案 |
| 5.2.1 主波控系统 |
| 5.2.2 子阵控制系统 |
| 5.3 系统测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 个人简介 |
| 1 波束控制原理 |
| 2 舰载电子稳定公式推导 |
| 3 波控系统方案设计 |
| 4 Rapid IO初始化 |
| 4.1 配置Host和Agent的Rapid IO窗口 |
| 4.2 枚举前的Host配置 |
| 4.3 枚举 |
| 4.4 使能内存读写 |
| 5 波控程序设计 |
| 6 方案验证 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 主要研究内容 |
| 第2章 波束控制系统相关技术概述 |
| 2.1 波束控制系统的基本组成 |
| 2.2 波控码的计算 |
| 2.3 波束控制系统功能需求分析 |
| 2.4 波控系统的主要实现方法 |
| 2.5 波控系统设计中的关键技术分析 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 子阵运算处理模块硬件电路设计 |
| 3.1 FPGA芯片 |
| 3.2 子阵运算处理模块硬件电路设计 |
| 3.3 硬件电路及外围芯片的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 子阵运算处理模块片上系统设计 |
| 4.1 SOPC技术概述 |
| 4.2 SOPC的开发流程 |
| 4.3 子阵模块SOPC硬件系统开发 |
| 4.4 SOPC软件流程设计 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 系统测试 |
| 5.1 测试仿真平台简介 |
| 5.2 系统测试结果 |
| 5.3 本章小结 |
| 总结 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究目的和意义 |
| 1.1.1 课题来源 |
| 1.1.2 研究目的和意义 |
| 1.2 航空相机操纵系统相关技术的国内外发展状况 |
| 1.2.1 操作系统的发展状况 |
| 1.2.2 图像压缩技术的发展 |
| 1.2.3 故障诊断技术发展状况 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 中高空面阵CCD航空相机与操纵系统 |
| 2.1 中高空面阵CCD航空相机工作原理 |
| 2.2 中高空面阵CCD航空相机组成 |
| 2.3 操纵系统组成与工作原理 |
| 2.3.1 系统工作原理 |
| 2.3.2 系统功能与组成 |
| 2.3.3 系统软件模块和工作流程 |
| 2.4 本文要解决的关键技术问题和主要技术指标 |
| 2.4.1 系统涉及的关键技术 |
| 2.4.2 主要技术指标 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于PC104总线的Linux的裁剪技术研究 |
| 3.1 Linux裁剪技术 |
| 3.1.1 基于Linux自配裁剪技术 |
| 3.1.2 基于Linux系统的源代码裁剪技术 |
| 3.1.3 基于调用图的Linux内核的裁剪技术 |
| 3.2 BOOT LOADER的移植 |
| 3.2.1 PC104主板的资源 |
| 3.2.2 Boot Loader的移植环境的搭建 |
| 3.2.3 Boot Loader移植 |
| 3.3 Linux内核的裁剪与应用文件系统的建立 |
| 3.3.1 Linux内核裁剪的主要内容 |
| 3.3.2 内核编译与加载 |
| 3.3.3 基于busybox的根文件系统构建 |
| 3.3.4 制作映像文件 |
| 3.4 系统的开关机与任务响应性能测试 |
| 3.4.1 测试条件 |
| 3.4.2 测试方法 |
| 3.4.3 测试结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 图像实时无损压缩的软硬件并行技术研究 |
| 4.1 图像压缩原理 |
| 4.1.1 图像压缩基础知识 |
| 4.1.2 小波变换理论 |
| 4.2 图像并行实时压缩子系统的设计方案 |
| 4.3 图像并行实时压缩子系统的实现 |
| 4.3.1 基于乒乓操作的高速缓存模块 |
| 4.3.2 图像并行实时压缩子系统的硬件设计 |
| 4.3.3 FPGA主控制器设计 |
| 4.3.4 子系统的软件设计 |
| 4.4 图像并行实时压缩子系统实验 |
| 4.4.1 高速缓存性能测试 |
| 4.4.2 图像压缩性能的测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于PSO-RBF神经网络的故障诊断技术研究 |
| 5.1 原始粒子群优化算法 |
| 5.2 改进粒子群优化算法 |
| 5.3 改进粒子群优化神经网路模型建立 |
| 5.3.1 神经网络概述 |
| 5.3.2 RBF神经网络 |
| 5.3.3 改进的粒子群算法优化RBF神经网络 |
| 5.4 基于PSO-RBF的故障诊断子系统的设计方案 |
| 5.4.1 故障诊断子系统的设计方案 |
| 5.4.2 航空相机电源系统概述 |
| 5.4.3 故障的设定与测试接口 |
| 5.5 基于PSO-RBF神经网络的故障诊断子系统的实现 |
| 5.5.1 故障诊断子系统的硬件设计 |
| 5.5.2 故障诊断子系统的软件设计 |
| 5.6 故障诊断子系统实验 |
| 5.6.1 基于主元分析的测试样本故障特征提取 |
| 5.6.2 仿真实验 |
| 5.6.3 实测实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 本文主要研究工作与所取得的创新性成果 |
| 6.1.1 本文主要完成的研究工作 |
| 6.1.2 论文的主要创新性成果 |
| 6.2 进一步研究与展望 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间的学术成果和参与科研情况 |
| 参考文献 |
| 附录Ⅰ |
